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摘要：介紹了我國節(jié)能減排方面的情況，對涂料中的節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)化和信息化分別作了介紹，呼吁涂料界對此問題進(jìn)行研討。
關(guān)鍵詞：節(jié)能減排；標(biāo)準(zhǔn)化；信息化
Standardization and Informatization of Energy-saving and Emission-reduction of Coating Industry
Abstract:This paper introduces the situation of energy-saving and emission-reduction in China,narrates the problems existing in the standardization and informatization of energy-saving and emission-reduction of the coatings,and appeals to coatings industry for the investigation of the problems.
Keywords:energy-saving and emission-reduction,standardization,informatization
0 前沿
近年來我國政府開始全力關(guān)注自主創(chuàng)新，要把“中國制造”轉(zhuǎn)變成“中國創(chuàng)造”。但是能源問題一直是嚴(yán)重制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心問題。由于能源屬一種戰(zhàn)略性物質(zhì)，與整個工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)。除了開發(fā)新的能源，利用大自然留給我們的自然資源外，節(jié)能減排就是最好的間接開發(fā)能源的方法。自然資源是有限的，物質(zhì)不滅定律明確告訴我們，物質(zhì)可以由一種變成另一種，但其總量是一個常數(shù)。有許多物質(zhì)的轉(zhuǎn)化是不可逆的。為此我國政府把節(jié)能減排列為國家戰(zhàn)略目標(biāo)來看待。我國在節(jié)能減排方面有許多工作要做。節(jié)能及能源利用效率的提升還有很大的空間。能源效率已成為全球關(guān)注的課題，能源的集約和最有效的優(yōu)化管理、利用已是當(dāng)今世界的戰(zhàn)略性問題。
節(jié)能減排可簡單歸納成兩個方面：
�。�1）技術(shù)性節(jié)能：即通過新材料、新工藝、新設(shè)備等硬件技術(shù)加強(qiáng)對能源的開發(fā)利用，提高能源在利用過程中達(dá)到最節(jié)約化和最高利用率。
�。�2）管理性節(jié)能：即通過對企業(yè)的能源管理模式進(jìn)行優(yōu)化，實行精細(xì)化生產(chǎn)運營和清潔生產(chǎn)管理。其中清潔生產(chǎn)的核心是節(jié)能、增效、降耗和減少排污。清潔生產(chǎn)的實現(xiàn)要運用大量的數(shù)學(xué)模型、信息化技術(shù)、優(yōu)化流程及操作過程，在提高生產(chǎn)產(chǎn)品率的同時付出最低的能耗指標(biāo)。
本文所介紹的標(biāo)準(zhǔn)化和信息化是屬于管理性節(jié)能范疇的內(nèi)容。
1 我國的節(jié)能減排狀況
我國是世界第二大能源消耗國和CO2排放國。對于能耗和污染問題我國政府一直是高度重視的。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷深入和現(xiàn)代化生活水平的提高，能源消耗越來越大，但是能源的利用率偏低。經(jīng)濟(jì)發(fā)展在以前相當(dāng)一個時期內(nèi)是靠高能耗、高資源開發(fā)和低人工工資取得的，這種高能耗、低資源利用率狀況不改變，就無法保持高發(fā)展速度。能源的大量開采和低水平的耗費、環(huán)境污染去換取產(chǎn)品的增產(chǎn)這是兩大不能容忍的現(xiàn)狀。世界各國和各種環(huán)保組織也不斷對我國提出要求，要求我國對這種現(xiàn)狀盡快處理和改變。如果任其泛濫，預(yù)計到2030年，我國的CO2排放量將達(dá)到全世界總排放量的40 %左右。我國政府針對上述情況已采取相應(yīng)措施，制訂一系列法律法規(guī)：2004年6月我國政府發(fā)布了“中長期能源節(jié)約的特殊計劃”，根據(jù)此計劃我國的GDP中能源強(qiáng)度將降低20 %，而污染物總排放量再降低20 %。
2009年11月哥本哈根會議上，我國宣布：到2020年，我國的單位GDP（國內(nèi)生產(chǎn)總值，Gross DomesticProduct）CO2排放量和2005年相比要下降40 %～45 %。要實現(xiàn)這個目標(biāo)，我國的各行各業(yè)、也包括我們的涂料行業(yè)在內(nèi)，將面臨十分繁重的低碳經(jīng)濟(jì)的革新工作。發(fā)達(dá)國家承擔(dān)20 %的減排目標(biāo)，其基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)達(dá)。而我國屬最大的發(fā)展中國家，家底薄，要在改善民生、逐步脫貧的基礎(chǔ)上完成40 %以上的減排，其困難程度可想而知。
我國是涂料的生產(chǎn)大國和使用大國，石油化工企業(yè)在國家發(fā)改委公布的千家重點耗能企業(yè)中占340家，在環(huán)保部公布的廢氣廢水污染源國家重點監(jiān)控的企業(yè)中分別占482家和803家，這些石化企業(yè)中也不乏涂料企業(yè)及與涂料原料生產(chǎn)企業(yè)相關(guān)的企業(yè)。因此我們必須高度重視節(jié)能減排的問題，涂料行業(yè)的發(fā)展和能否可持續(xù)地發(fā)展，就要看我們對這個問題懂得多少，理解與否，持什么態(tài)度和采取什么切實有效的措施了。
2 節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn)化問題
2.1 節(jié)能的科學(xué)原理和常用方法
2.1.1 熱力學(xué)第一定律
熱力學(xué)第一定律（first law efficiency by thermodynamics）認(rèn)為，能量既不能產(chǎn)生也不會消失，只會由同一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。據(jù)此，能量在數(shù)量上守恒，可以算能量的平衡賬，概念與方法均相當(dāng)簡單，容易掌握，可以得出效率值。熱力學(xué)第一定律是節(jié)能減排管理的基礎(chǔ)。
熱力學(xué)第一定律（first law efficiency by thermodynamics）認(rèn)為，能量既不能產(chǎn)生也不會消失，只會由同一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。據(jù)此，能量在數(shù)量上守恒，可以算能量的平衡賬，概念與方法均相當(dāng)簡單，容易掌握，可以得出效率值。熱力學(xué)第一定律是節(jié)能減排管理的基礎(chǔ)。
2.1.2 熱力學(xué)第二定律
熱力學(xué)第二定律(second law efficiency by thermodynamics)認(rèn)為，系統(tǒng)的熵總是增加的，也就是說，能量在轉(zhuǎn)換過程中損失了它的“品質(zhì)”，或者做某種作業(yè)的能力。
熱力學(xué)第二定律(second law efficiency by thermodynamics)認(rèn)為，系統(tǒng)的熵總是增加的，也就是說，能量在轉(zhuǎn)換過程中損失了它的“品質(zhì)”，或者做某種作業(yè)的能力。
按照第二定律定義的能量轉(zhuǎn)換效率，大多數(shù)耗能活動的能量轉(zhuǎn)換效率小于10 %，而第一定律的能量轉(zhuǎn)換效率則可以達(dá)到很高的水平。按照第二定律定義的能量轉(zhuǎn)換效率，大多數(shù)耗能活動的能量轉(zhuǎn)換效率小于10 %，而第一定律的能量轉(zhuǎn)換效率則可以達(dá)到很高的水平。
根據(jù)第二定律的能量轉(zhuǎn)換效率表明能源效率還有很大的提升潛力。同時依據(jù)能量在質(zhì)量上的貶值性，可以定出系統(tǒng)的理想狀態(tài)點和極限的路徑。概念和方法都相對復(fù)雜，難以掌握，但是可以得出引起能量轉(zhuǎn)換效率差異的本質(zhì)原因，從而可以明確采取有效節(jié)能措施的方向。這是找到并實施有效節(jié)能減排措施的依據(jù)。
2.1.3 熱經(jīng)濟(jì)學(xué)研究
為了進(jìn)行熱經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究，分析技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益，有必要按照能量轉(zhuǎn)化為功的能力的差別對能量進(jìn)行分類：高級、低級、僵態(tài)能量。
過程的可逆性：① 可逆過程，理想過程、極限；② 實際過程不可逆，為此應(yīng)在所具備的條件下追求向極限逼近；③ 是實際中節(jié)能工作的本質(zhì)。
用能原則方法：① 本質(zhì)節(jié)能；② 過程節(jié)能（按質(zhì)梯次用能）。
工藝過程能量的種類：① 與物流移送有關(guān)的能量，即位能/勢能、泵送、壓縮機(jī)、降壓；② 與物質(zhì)狀態(tài)有關(guān)的能量，即相態(tài)、純度；③ 與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的能量，即化學(xué)焓、終止劑或回?zé)捚湍芎�、工藝排棄能耗�?/div>
簡單是效率的基礎(chǔ)，多技術(shù)共用可以化解提高熱效率的難題。
2.1.4 推薦的節(jié)能管理方法
2.1.4.1 熱量利用型方法
裝置間熱聯(lián)合；低溫位余熱發(fā)電和低溫位余熱制冷；水熱介質(zhì)技術(shù)在煙氣余熱回收中的應(yīng)用。
2.1.4.2 能級利用性方法
夾點技術(shù)在裝置熱網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用；氣分利用低溫?zé)崽娲羝夹g(shù)；蒸汽分級利用和背壓透平技術(shù)。
2.1.4.3 減少損失型方法
特種隔熱防腐涂料；機(jī)泵過剩控制技術(shù)：變頻、葉輪切削；熱電裝置鍋爐及汽輪機(jī)、疏水器改造；閉式回收高溫凝結(jié)水技術(shù)；熄滅火炬與硝煙蒸汽；共軸機(jī)組。
2.1.4.4 減少阻力型方法
大型板殼式換熱器的應(yīng)用；加熱爐強(qiáng)化熱技術(shù)及強(qiáng)化傳熱型燃燒熱水器；輸送節(jié)能技術(shù)；加熱爐管扭曲片技術(shù)。
2.1.4.5 多技術(shù)共用型方法
催化蒸餾技術(shù)；自動超馳控制技術(shù)；各種防結(jié)垢技術(shù)。
3 節(jié)能減排的評估和審查
涂料企業(yè)近年來不少老廠按政府要求搬遷出市中心和人口密集區(qū)域，作為一個新的大型企業(yè)，在開始建筑時就會遇到關(guān)于固定資產(chǎn)的投資問題。
根據(jù)《國家發(fā)改委關(guān)于加強(qiáng)固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查工作的通知》（發(fā)改投資「2006」2787號文）要求如下：
�。�1）按照《國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定》要求，開展好固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查工作，國家發(fā)改委審批、核準(zhǔn)和報請國務(wù)院審批、核準(zhǔn)的固定資產(chǎn)投資項目，可行性研究報告或項目申請報告必須包括節(jié)能分析篇（章）；咨詢評估單位的評估報告必須包括對節(jié)能分析篇（章）的評估意見；國家發(fā)改委的批復(fù)文件或報國務(wù)院的請示文件必須包括對節(jié)能分析篇（章）的批復(fù)或請示內(nèi)容，節(jié)能分析篇(章)的編寫、咨詢評估機(jī)構(gòu)的評估和國家發(fā)改委的審查都要本著合理利用能源、提高能源利用效率的原則，依據(jù)國家合理用能標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能設(shè)計規(guī)范進(jìn)行，節(jié)能分析篇（章）包括項目應(yīng)遵循的合理用能標(biāo)準(zhǔn)及節(jié)能設(shè)計規(guī)范；建設(shè)項目能源消耗種類和數(shù)量分析；項目所在地能源供應(yīng)狀況分析；能耗指標(biāo)；節(jié)能措施和節(jié)能效果分析等內(nèi)容。
�。�2）地方政府審批、核準(zhǔn)的項目節(jié)能評估和審查要求，地方政府有關(guān)部門可參照國家發(fā)改委審批、核準(zhǔn)項目的要求，制定本地區(qū)的固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查辦法，結(jié)合現(xiàn)有固定資產(chǎn)投資項目的審批、核準(zhǔn)程序，依據(jù)國家和地方的合理用能標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能設(shè)計規(guī)范，開展節(jié)能評估和審查工作。
（3）認(rèn)真抓好固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查工作的監(jiān)督管理。對未進(jìn)行節(jié)能審查或未通過節(jié)能審查的項目一律不得審批、核準(zhǔn)，更不得開工建設(shè)。對擅自批準(zhǔn)項目建設(shè)或不按照節(jié)能審查批復(fù)意見建設(shè)的，要追究直接責(zé)任人的責(zé)任。觸犯法律的，要依法給予處罰。要加強(qiáng)項目建設(shè)和運行過程中的監(jiān)督檢查，確保節(jié)能措施與能效指標(biāo)的落實；對違反已批復(fù)節(jié)能措施的建設(shè)內(nèi)容和生產(chǎn)行為，要責(zé)令停止施工并限期整改，同時依法追究相關(guān)單位的法律責(zé)任。從報送國家發(fā)改委審批、核準(zhǔn)的項目可行性研究報告和項目申請報告必須按要求編制節(jié)能分析篇（章），否則，國家發(fā)改委將不予受理。
對企業(yè)能源審查的主要內(nèi)容如下：
�。�1）企業(yè)的能源管理概況，包括企業(yè)落實國家節(jié)能法律法規(guī)概況、企業(yè)能源管理的組織機(jī)構(gòu)概況、能源管理制度建設(shè)及落實概況、配備計量器具概況及有效性概況，以及企業(yè)的能源系統(tǒng)與生產(chǎn)匹配概況。
�。�2）企業(yè)的用能概況及能源流程，即企業(yè)能源的輸入、儲存、轉(zhuǎn)換、消耗、損失、外銷等情況及用能源圖表述企業(yè)用能情況。
�。�3）企業(yè)的能源計量及統(tǒng)計狀況，企業(yè)的能源計量配備情況、檢定情況、系統(tǒng)的計量檢測率情況及計量器具的管理情況，企業(yè)能源統(tǒng)計報表范圍、頻度和細(xì)分程度、分析的深度等。
�。�4）企業(yè)能源消費指標(biāo)計算分析，企業(yè)能源成本費用的子項。
�。�5）用能設(shè)備運行效率計算分析，用能設(shè)備就是消耗各種能源的設(shè)備，其輸入能源中有效能源部分所占比例是衡量設(shè)備及企業(yè)能源利用水平的非常重要的指標(biāo)。
�。�6）產(chǎn)品綜合能源消耗和產(chǎn)值能耗指標(biāo)計算分析，綜合能耗、企業(yè)單位產(chǎn)值(凈產(chǎn)值)綜合能耗、產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗、產(chǎn)品單位產(chǎn)量直接綜合能耗、產(chǎn)品單位間接綜合能耗和產(chǎn)品可比單位產(chǎn)量綜合能耗，通過綜合指標(biāo)計算比較來實現(xiàn)企業(yè)間能源消耗的可比性。
�。�7）能源成本指標(biāo)計算分析，能源成本是單位產(chǎn)品消耗的能源量與能源價格的乘積，此指標(biāo)反映了企業(yè)的能源的利用水平、區(qū)域能源結(jié)構(gòu)和能源政策的情況，是企業(yè)密切關(guān)注的一個指標(biāo)。
�。�8）節(jié)能量計算，企業(yè)節(jié)能量是企業(yè)統(tǒng)計報告期內(nèi)消耗的能源實際量與按比較基準(zhǔn)值計算的總量之差，反映一個階段企業(yè)節(jié)能工作總體成績的指標(biāo)，但節(jié)能量要注意與基期在各因素方面的可比性。
�。�9）評審節(jié)能技措項目的財務(wù)和經(jīng)濟(jì)分析，在生產(chǎn)條件可比情況下，節(jié)能措施實施前后相比，生產(chǎn)相同數(shù)量的產(chǎn)品(或完成相同數(shù)量的工作量)能源減少，而引起的能源消耗費用及成本的變化。
�。�10）對企業(yè)而言，能源審計應(yīng)該是一個逐步深化、細(xì)化的過程，能源審計初步的目的，是計算分析企業(yè)綜合能耗產(chǎn)值、綜合能耗工業(yè)增加值、主要產(chǎn)品單位產(chǎn)量能耗指標(biāo)，以便同行業(yè)對比；初步確定企業(yè)在能耗方面的技術(shù)水平及差距。
4 節(jié)能減排的信息化問題
這實際上是要利用信息技術(shù)管理節(jié)能減排工作。具體講就是通過信息資源將資產(chǎn)資源和工藝流程，業(yè)務(wù)流程組合在一起，提高資金和原材料的運用效率，降低能源與原材料的消耗，實現(xiàn)成本降低的目的。
信息化技術(shù)對生產(chǎn)過程中能源消耗的管理和降低是通過對生產(chǎn)過程實行理想的控制，對節(jié)能投資項目提供評估，對相關(guān)技術(shù)作科學(xué)的評價。對于不同的系統(tǒng)，例如企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)，生產(chǎn)執(zhí)行管理（MES）系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理（SCM）系統(tǒng)和客戶關(guān)系管理（CRM）系統(tǒng)等在信息化節(jié)能減排實行時，是相互關(guān)連的。信息技術(shù)可通過先進(jìn)的調(diào)度算法降低企業(yè)的能源費用和排放，而在降低能源成本的同時也減少了CO2的排放。
信息技術(shù)對節(jié)能減排的潛在能力是相當(dāng)大的，主要表現(xiàn)在以下7個方面：
（1）提供基于相應(yīng)的指標(biāo)與管理原理的指導(dǎo)，可以將MES用作為節(jié)能減排的重要工具，因為MES的解決方案包括基于生產(chǎn)系統(tǒng)績效（成本）持續(xù)改進(jìn)的有效管理。
�。�2）將對碳足跡的測量以及能耗需求集成到MES的解決方案中。
�。�3）使主要業(yè)務(wù)流程對于全公司而言更透明，并將從生產(chǎn)層到管理層的全部信息動態(tài)地集成一起（例如，為了更好更快地做出決策，應(yīng)將所有必要的動態(tài)管理信息與實時生產(chǎn)信息均集成到MES系統(tǒng)中）。
�。�4）提供評價工藝流程能效績效數(shù)據(jù)的軟件。
�。�5）開發(fā)出使生產(chǎn)過程可視化的通用信息平臺。
�。�6）對能效可視化及能效改變相關(guān)的復(fù)雜仿真模型，采用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、統(tǒng)計分析技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)的更詳細(xì)的模型。
（7）將能效績效準(zhǔn)則集成到信息系統(tǒng)中。對于涂料生產(chǎn)來，講從原料（樹脂、粉料、助劑、溶劑）生產(chǎn)的控制到制漆（分散、研磨）調(diào)色，調(diào)試各種指標(biāo)直到包裝各一個步驟中都有數(shù)據(jù)處理的問題，數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量（快速、準(zhǔn)確）直接影響到整個節(jié)能減排的信息化效果。這里涉及到的數(shù)據(jù)處理方法有：
① 缺失值處理（主要運用：“線性插值填充空缺值”方法及拉格朗日[Lagrange]插值填充空缺數(shù)據(jù)法）；
�、� 異常數(shù)據(jù)檢測；
�、� 數(shù)據(jù)濾波；
�、� 穩(wěn)態(tài)檢測；
�、� 矛盾數(shù)據(jù)；
�、� 數(shù)據(jù)規(guī)范化方法(包括最大——最小規(guī)范化，正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化，單位標(biāo)準(zhǔn)化)。由于這些方法涉及的數(shù)學(xué)內(nèi)容比較專業(yè)，限于篇幅不在此介紹了。
5 結(jié)語
回顧世界上一個多世紀(jì)以來的各種戰(zhàn)爭、災(zāi)難和沖突，常常發(fā)現(xiàn)與資源，其中最主要的資源——能源資源有關(guān)，超級大國不惜動用各種手段搶奪別國的資源，挑起資源國之間的矛盾。能源已成為世界政治、軍事和經(jīng)濟(jì)的核心。但是地球上的資源是一個常數(shù)，它不會增加的，因此各國科學(xué)家都在關(guān)心和研究節(jié)能減排的問題。我國的全國能源基礎(chǔ)和管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會也在編制能源管理體系相關(guān)的中國標(biāo)準(zhǔn)。
對涂料界來說，國際上的一些有遠(yuǎn)見的公司多年前已開始著手這方面的研發(fā)工作。對于我國涂料界來說，人們也關(guān)心這方面的動向，也想了解這方面的新成果，甚至也希望能自己動手來探索一些這方面的前沿課題。本文的意愿就是拋磚引玉，希望大家共同來探索一下這方面的工作。不要等別人已是碩果累累的時候，我們再緊隨他人之后。希望能就此問題盡快開展一些研討，不知能否實現(xiàn)？！
